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电气工程师|电气线路的保护措施有哪些?应该怎么做?

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电气线路的保护措施

电气线路概述:

电气线路的原则

熔断器及低压负荷开关中熔体在工作时是串接在电路中的,对线路和电气设备起过载和短路保护作用。在更换熔体时,有哪些原则需要遵守呢?现分述如下:

1.铜铝线不能作为高压跌落式熔断器的内熔丝。

高压跌落式熔断器的内熔丝一般用铜和银等材料制成,因为铜和银的电阻率很小,导电性能强,所以导线可以做细些,这样有利于灭弧,但它们的熔点很高,可使熔断器的熔管过热,易于损坏。所以用银和铜质做的熔丝,均采用人为的方法使熔丝的熔点降低,即在熔丝上焊上小锡珠或铅珠。当熔丝加热到锡(232℃)或铅(327℃)的熔点时,小球珠先熔化,使熔丝中断,中断点所形成的电弧使熔丝朝两边熔化,从而保护线路或电气设备不受过大电流的发热而损坏。

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2.10kV电压互感器一次侧熔丝熔断后。不能用普通熔丝代替。

l0kV电压互感器常采用RN2或RN4型熔断器做保护。其熔丝的额定电流是0.5A,1min内的熔断电流为o.6-1.8A.这两种熔断器的熔管均用石英砂填充,因而具有较好的灭弧性能和较大的断流容量(不小于1000MVA)。由于它的熔丝是采用镍铬丝制成,总电阻约为90Ω,因而具有限制短路电流的作用。若用普通熔丝代替,当电压互感器因故障或其他原因使熔丝熔断时,既不能限制短路电流,又不能熄灭电弧,很可能会烧毁设备,甚至酿成系统停电事故。所以当电压互:感器的熔丝熔断后,应当换用原规格的熔丝而不能用普通熔丝代替。

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为有效预防由于电气线路故障引发的火灾,除了合理地进行电线电缆的选型,还应根据现场的实际情况合理选择线路的敷设方式,并严格按照有关规定规范线路的敷设及连接环节,保证线路的施工质量。此外低压配电线路还应按照《低压配电设计规范》GB50054—1995及《漏电保护器安装和运行》GB139552—1992等相关标准要求设置短路保护、过负载保护和接地故障保护。

(一)短路保护

短路保护装置应保证在短路电流导体和连接件产生的热效应和机械力造成危害之前分断该短路电流;分断能力不应小于保护电气安装的预期短路电流,但在上级已装有所需分断能力的保护电气时,下级保护电路的分断能力允许小于预期短路电流,此时该上下级保护电器的特性必须配合,使得通过下级保护电器的能量不超过其能够承受的能量。应在短路电流使导体达到允许的极限温度之前分断该短路电流。

短路保护的计算方法

1.假设系统有无限大的容量.用户处短路后,系统母线电压能维持不变.即计算阻抗比系统阻抗要大得多.

具体规定: 对于3~35KV级电网中短路电流的计算,可以认为110KV及以上的系统的容量为无限大.只要计算35KV及以下网络元件的阻抗.

2.在计算高压电器中的短路电流时,只需考虑发电机、变压器、电抗器的电抗,而忽略其电阻;对于架空线和电缆,只有当其电阻大于电抗1/3时才需计入电阻,一般也只计电抗而忽略电阻.

3. 短路电流计算公式或计算图表,都以三相短路为计算条件.因为单相短路或二相短路时的短路电流都小于三相短路电流.能够分断三相短路电流的电器,一定能够分断单相短路电流或二相短路电流.

(二)过负载保护

过负荷保护英文名称:overload protection 定义:被保护区出现超过规定的负荷时的保护措施。 应用学科:电力(一级学科);继电保护与自动化(二级学科) 电力、水利等系统的一种保护模式,在电路中,当回路电流超过过负荷保护装置预设值时,过负荷保护装置自动断开电流回路,起到保护有效负载的作用。

保护电器应在过负载电流引起的导体升温对导体的绝缘、接头、端子或导体周围的物质造成损害之前分断过负载电流。对于突然断电比过负载造成的损失更大的线路,如消防水泵之类的负荷,其过负载保护应作为报警信号,不应作为直接切断电路的触发信号。

过负载保护电器的动作特性应同时满足以下两个条件:

1、线路计算电流小于等于熔断器熔体额定电流,后者应小于等于导体允许持续载流量;

2、保证保护电器可靠动作的电流小于等于1.45倍熔断器熔体额定电流。

注:当保护电器为断路器时,保证保护电器可靠动作的电流为约定时间内的约定动作电流;当保护电器为熔断器时,保证保护电器可靠动作的电流为约定时间内的熔断电流。

(三)接地故障保护

当一个或多个相导线与地之间出现电气故障时,接地故障保护通过跳脱断路器或报警来示警。这种功能可以一体化设计在断路器上。

当发生带电导体与外露可导电部分、装置外可导电部分、PE线、PEN线、大地等之间的接地故障时,保护电器必须切断该故障电路。接地故障保护电器的选择应根据配电系统的接地形式、电气设备使用特点及导体截面等确定。

TN系统接地保护方式:

1、当灵敏性符合要求时,采用短路保护兼做接地故障保护;

2、零序电流保护模式适用于TN-C、TN-C-S、TN-S系统,不适用于谐波电流大的配电系统;

3、剩余电流保护模式适用于TN-S 系统,不适用于TN-C系统。

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